第五章 固體廢物生物處理

1、w 5.1 概述概述w 5.2 固體廢物的好氧堆肥化固體廢物的好氧堆肥化w 5.3 固體廢物的厭氧消化處理固體廢物的厭氧消化處理 1 1、生活垃圾生活垃圾中中5050-60%-60%是有機(jī)物，會(huì)腐爛變質(zhì)，釋放臭是有機(jī)物，會(huì)腐爛變質(zhì)，釋放臭氣，污染環(huán)境；會(huì)孳生蚊蠅，危害健康氣，污染環(huán)境；會(huì)孳生蚊蠅，危害健康2 2、糞便、污水廠污泥糞便、污水廠污泥大部分是有機(jī)物，堆放過(guò)程中會(huì)釋大部分是有機(jī)物，堆放過(guò)程中會(huì)釋放污染物，污染環(huán)境放污染物，污染環(huán)境3 3、農(nóng)業(yè)廢棄物農(nóng)業(yè)廢棄物基本上全是有機(jī)物，傾倒水體中會(huì)釋基本上全是有機(jī)物，傾倒水體中會(huì)釋放污染物；焚燒會(huì)污染大氣放污染物；焚燒會(huì)污染大氣有機(jī)物是固體廢物污

2、染的重要來(lái)源有機(jī)物是固體廢物污染的重要來(lái)源有機(jī)污染物有必要進(jìn)行治理有機(jī)污染物有必要進(jìn)行治理有機(jī)污染物通常是可生物降解的有機(jī)污染物通常是可生物降解的生物處理是一種很好的途徑生物處理是一種很好的途徑 真核細(xì)胞類型 原生動(dòng)物 藻類 真菌 藍(lán)綠藻 酵母菌 霉菌 細(xì)菌 原核細(xì)胞類型 微生物 w對(duì)于所有微生物來(lái)說(shuō)，凡是生活時(shí)需要氧氣的都可對(duì)于所有微生物來(lái)說(shuō)，凡是生活時(shí)需要氧氣的都可以稱為以稱為好氧微生物好氧微生物，只有在無(wú)氧環(huán)境中才能生長(zhǎng)的，只有在無(wú)氧環(huán)境中才能生長(zhǎng)的稱為稱為厭氧微生物厭氧微生物，在無(wú)氧和有氧的環(huán)境中都能生活，在無(wú)氧和有氧的環(huán)境中都能生活的統(tǒng)稱為的統(tǒng)稱為兼氧性微生物兼氧性微生物。w根據(jù)微生

3、物生長(zhǎng)的環(huán)境可將生物處理技術(shù)分為根據(jù)微生物生長(zhǎng)的環(huán)境可將生物處理技術(shù)分為好氧堆肥化好氧堆肥化和和厭氧堆肥化厭氧堆肥化(厭氧消化厭氧消化)兩種。兩種。w是一種是一種有機(jī)肥料有機(jī)肥料，所含，所含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)比較豐富，且比較豐富，且肥效肥效長(zhǎng)而穩(wěn)定，長(zhǎng)而穩(wěn)定，w同時(shí)有利于促進(jìn)同時(shí)有利于促進(jìn)土壤土壤固固粒結(jié)構(gòu)的形成，能增加粒結(jié)構(gòu)的形成，能增加土壤保水、土壤保水、保溫保溫、透氣、透氣、保肥的能力，保肥的能力，w與與化肥化肥混合使用又可彌混合使用又可彌補(bǔ)化肥所含養(yǎng)分單一，補(bǔ)化肥所含養(yǎng)分單一，長(zhǎng)期單一使用化肥使土長(zhǎng)期單一使用化肥使土壤板結(jié)，保水、保肥性壤板結(jié)，保水、保肥性能減退的缺陷。能減退的缺陷。深褐

4、色、質(zhì)地松散、有深褐色、質(zhì)地松散、有泥土味的物質(zhì)。泥土味的物質(zhì)。異化作用異化作用 同化作用同化作用 細(xì)胞物質(zhì)細(xì)胞物質(zhì) ( (微生物繁殖微生物繁殖) ) COCO2 2,H,H2 2O,NHO,NH3 3,PO,PO4 43-3-, O, O4 42-2- 能量能量 堆肥有機(jī)物堆肥有機(jī)物( (含含C C，H H，O O，N N，P P，S S，Cl)Cl)、氧和微生物氧和微生物 轉(zhuǎn)入環(huán)境轉(zhuǎn)入環(huán)境 釋 放 、 轉(zhuǎn) 化釋 放 、 轉(zhuǎn) 化為熱為熱 + + 好好氧氧堆堆肥肥基基本本原原理理多種多樣的真菌多種多樣的真菌 放線菌放線菌 好好氧氧堆堆肥肥過(guò)過(guò)程程影影響響因因素素 堆肥化效果3222)(2)2(

5、NHnycOrHsCOONHnCOdrsnzONHCzyxwdcba22)2(Odrsnz堆制 升溫 高溫 降溫 腐熟1-2d50-60中溫菌嗜熱菌中溫菌寄生蟲(chóng)和病原菌被殺死30-40 一次發(fā)酵二次發(fā)酵長(zhǎng)長(zhǎng)方形方形 堆肥化設(shè)備堆肥化設(shè)備破碎設(shè)備破碎設(shè)備 混合設(shè)備混合設(shè)備 輸送設(shè)備輸送設(shè)備 分離設(shè)備分離設(shè)備斗式裝載機(jī)或推土機(jī)、垮式斗式裝載機(jī)或推土機(jī)、垮式翻堆機(jī)、側(cè)式翻堆機(jī)翻堆機(jī)、側(cè)式翻堆機(jī)應(yīng)堆肥產(chǎn)品質(zhì)量高、應(yīng)堆肥產(chǎn)品質(zhì)量高、操作員少、臭味控制有效、操作員少、臭味控制有效、 空間限制少、環(huán)境影響小等空間限制少、環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)。生物過(guò)濾器：熟化的堆肥、生物過(guò)濾器：熟化的堆肥、樹(shù)皮、木片、粒狀

6、的泥炭等樹(shù)皮、木片、粒狀的泥炭等負(fù)荷為負(fù)荷為80120 m80120 m3 3.m.m-3-3.h.h-1 -1) )，出氣溫度維持在出氣溫度維持在040040； 物料處理設(shè)備物料處理設(shè)備翻堆設(shè)備翻堆設(shè)備反應(yīng)器堆肥系統(tǒng)反應(yīng)器堆肥系統(tǒng)除臭設(shè)備除臭設(shè)備立式堆肥發(fā)酵塔立式堆肥發(fā)酵塔臥式堆肥發(fā)酵滾筒臥式堆肥發(fā)酵滾筒筒倉(cāng)式堆肥發(fā)酵倉(cāng)筒倉(cāng)式堆肥發(fā)酵倉(cāng)箱式堆肥發(fā)酵池箱式堆肥發(fā)酵池堆肥發(fā)酵裝置堆肥發(fā)酵裝置5-8天完成一次發(fā)酵天完成一次發(fā)酵立式堆肥發(fā)酵塔立式堆肥發(fā)酵塔臥式堆肥發(fā)酵滾筒臥式堆肥發(fā)酵滾筒箱式堆肥發(fā)酵池箱式堆肥發(fā)酵池好好氧氧堆堆肥肥處處理理工工藝藝主發(fā)酵主發(fā)酵 分選、分選、破碎、破碎、篩分、篩分、混合

7、、混合、養(yǎng)分及養(yǎng)分及水分調(diào)水分調(diào)節(jié)節(jié)發(fā)酵倉(cāng)或發(fā)酵倉(cāng)或露天堆積，露天堆積，強(qiáng)制或翻強(qiáng)制或翻堆攪拌供堆攪拌供氧主發(fā)酵氧主發(fā)酵期期412d前處理前處理 1 2 后發(fā)酵后發(fā)酵 進(jìn)一步分進(jìn)一步分解難分解解難分解有機(jī)物，有機(jī)物，條堆或靜條堆或靜態(tài)堆肥，態(tài)堆肥，2030d3 貯存貯存夏冬需貯存，夏冬需貯存，容納容納6個(gè)月的個(gè)月的貯存設(shè)備；貯存設(shè)備；干燥透氣干燥透氣6 脫臭脫臭 產(chǎn)生氨、硫化產(chǎn)生氨、硫化氫、甲基硫醇、氫、甲基硫醇、胺類等?；瘜W(xué)胺類等?；瘜W(xué)除臭劑；堿、除臭劑；堿、水溶液過(guò)濾；水溶液過(guò)濾；沸石等吸沸石等吸 附劑吸附附劑吸附5 后處理后處理 分選設(shè)備分選設(shè)備去除塑料、去除塑料、玻璃、金玻璃、金屬、小

8、石屬、小石塊；加入塊；加入N、P、K制復(fù)肥制復(fù)肥4 堆肥有機(jī)堆肥有機(jī)物微生物物微生物有機(jī)酸，醇類，有機(jī)酸，醇類，O2，NH3，H2S等，能量，等，能量，微生物微生物細(xì)胞物質(zhì)細(xì)胞物質(zhì)CO2，CH4等，等，能量能量細(xì)胞物質(zhì)細(xì)胞物質(zhì)（1 1）厭氧發(fā)酵裝置：厭氧發(fā)酵池，亦稱厭氧消化器）厭氧發(fā)酵裝置：厭氧發(fā)酵池，亦稱厭氧消化器現(xiàn)代大型工業(yè)化沼氣發(fā)酵設(shè)備現(xiàn)代大型工業(yè)化沼氣發(fā)酵設(shè)備 常用的發(fā)酵池常用的發(fā)酵池立式圓形水壓式沼氣池立式圓形水壓式沼氣池立式圓形浮罩式沼氣池立式圓形浮罩式沼氣池長(zhǎng)方形（或方形）發(fā)酵池長(zhǎng)方形（或方形）發(fā)酵池圖圖4-1 4-1 水壓式沼氣池示意圖水壓式沼氣池示意圖 進(jìn)料口進(jìn)料口進(jìn)料管進(jìn)料

9、管發(fā)酵間發(fā)酵間浮罩浮罩出料聯(lián)通管出料聯(lián)通管出料間出料間隔墻隔墻導(dǎo)氣管導(dǎo)氣管( (a)a)頂浮罩式頂浮罩式進(jìn)料管進(jìn)料管發(fā)酵間發(fā)酵間出料聯(lián)通管出料聯(lián)通管出料間出料間活動(dòng)蓋活動(dòng)蓋輸氣管輸氣管卡具卡具排氣管排氣管水池水池導(dǎo)向柱導(dǎo)向柱進(jìn)料口進(jìn)料口( (b)b)側(cè)浮罩式側(cè)浮罩式圖圖4-2 4-2 浮罩式沼氣池示意圖浮罩式沼氣池示意圖 （b b）古典型古典型（a a）歐美型歐美型（c c）蛋型蛋型（d d）歐洲平底型歐洲平底型圖圖4-4 4-4 常用的大型發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)類型常用的大型發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)類型厭氧消化的影厭氧消化的影響因素響因素添加物和抑添加物和抑制物制物厭氧條件厭氧條件接種物接種物溫度溫度原料配比原料配比攪拌攪拌pH其它因素其它因素如酒廠、屠宰場(chǎng)和城市下水污泥活性較強(qiáng)，可直接做為接種物添加。w有效攪拌可增加物料與微生物接觸機(jī)會(huì)，使物料和溫度分有效攪拌可增加物料與微生物接觸機(jī)會(huì)，使